有機(jī)光化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理和過(guò)程
有機(jī)光化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程涉及到光的吸收、激發(fā)以及化學(xué)反應(yīng),是化學(xué)與物理學(xué)交叉的研究。其機(jī)理主要可以分為自激發(fā)過(guò)程、光引發(fā)過(guò)程、光催化過(guò)程以及光敏激發(fā)過(guò)程。
自激發(fā)過(guò)程是有機(jī)反應(yīng)底物直接吸收光變成激發(fā)態(tài)中間體,進(jìn)而自身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者與其它底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
光引發(fā)過(guò)程是通過(guò)光引發(fā)劑吸光產(chǎn)生自由基中間體/離子中間體,自由基中間體/離子中間體進(jìn)一步與底物反應(yīng)產(chǎn)生新的自由基/離子進(jìn)而引發(fā)自由基/離子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
光催化過(guò)程主要依靠光催化劑吸收光,激發(fā)態(tài)光催化劑直接與底物發(fā)生反應(yīng),最終光催化劑回到基態(tài),底物通過(guò)光催化劑作用生成產(chǎn)物的反應(yīng)。
光敏激發(fā)過(guò)程是通過(guò)光敏劑吸收光進(jìn)入激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)光敏劑將能量傳遞給底物、光催化劑或者光引發(fā)劑使它們進(jìn)入激發(fā)態(tài)而自身回到基態(tài)的反應(yīng)。
在光化學(xué)反應(yīng)中,物質(zhì)必須吸收光才能引起有效的化學(xué)反應(yīng)。電子躍遷是光化學(xué)反應(yīng)中的重要過(guò)程,光子被分子的發(fā)色團(tuán)吸收后,其能量轉(zhuǎn)移給分子,引起分子的電子結(jié)構(gòu)改變,從而產(chǎn)生電子躍遷。